package com.tree.leetcode.linklist;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @ClassName com.tree.leetcode.linklist
 * Description: 146. LRU 缓存
请你设计并实现一个满足  LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache 类：
LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。
函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。
 * @Author frankzsliu
 * @Date 2024/2/3 15:23
 * @Version 1.0
 */
//参考：https://leetcode.cn/problems/lru-cache/solutions/259678/lruhuan-cun-ji-zhi-by-leetcode-solution/?envType=study-plan-v2&envId=top-100-liked
public class LRUCache_146 {
    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<>();
    private int size;
    private int capacity;
    private DLinkedNode head, tail;


    public LRUCache_146(int capacity) {
        this.size = 0 ;
        this.capacity = capacity;
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if(node == null){
            return -1;
        }
        // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再移到头部
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node) {
        //先删除当前节点
        removeNode(node);
        //再重新加入头结点
        addToHead(node);
    }

    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }

    private void removeNode(DLinkedNode node) {
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }

    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if(node == null){
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key,value);
            cache.put(key,newNode);
            addToHead(newNode);
            ++size;
            if (size > capacity){
                //如果超出容量， 则删除尾结点
                DLinkedNode tail = removeTail();
                cache.remove(tail.key);
                --size;
            }
        }else{
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    private DLinkedNode removeTail() {
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;

    }


    class DLinkedNode{
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        public DLinkedNode(){}
        public DLinkedNode(int key, int value){
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {

    }
}
